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叠氮-炔基之间的1,3-偶极环加成反应能够在加热条件下生成1,2,3-三唑环结构,本文利用该反应来制备新型结构聚三唑树脂。 本文首先合成多种不同结构二官能度炔酯单体,并用其与对二苄叠氮反应制备聚三唑酯(PTAE)树脂。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热法(DSC)、动态力学热分析(DMA)、热重分析(TGA)等方法表征了PTAE的结构和性能,并研究了结构与性能之间的关系。结果表明PTAE具有优良的热性能和力学性能,其中BPS-PTAE具有较高的分子量,特性粘数为0.80dL/g,玻璃化转变温度(Tg)为70.4℃,熔点(Tm)为168℃,拉伸强度为125.2MPa,断裂伸长率为33.3%。 其次,采用丁二酸丙炔醇酯和1,3,5-三叠氮甲基-2,4,6-三甲基苯制备了PTAE-32树脂,采用流变、DSC、FTIR、DMA、TGA等测试对其结构和性能进行了表征。研究结果表明PTAE-32树脂可在80℃下固化,固化完全的PTAE树脂的Tg为140℃,5%热失重温度(Td5)为320℃,弯曲强度为174.5MPa。T700碳纤维增强的复合材料的弯曲强度为1545Mpa。 最后合成了新型结构的三炔基化合物N,N-二炔丙基-3-乙炔基苯胺(DPEA),用其分别与二叠氮甲基联苯、1,3,5-三叠氮甲基-2,4,6-三甲基苯热聚合,制备了具有低温固化特性的聚三唑(PTA)树脂,并制备T700单向碳纤维复合材料。粘度-温度曲线表明PTA树脂具有宽的加工窗口;采用DSC和FTIR技术确定了树脂体系的固化工艺;采用DMA和TGA测试的固化后PTA-23和PTA-33树脂的Tg分别为217和329℃,热分解温度Td5在365℃左右;PTA树脂浇注体的弯曲强度在158-172MPa。T700/PTA-33树脂复合材料在常温下的弯曲强度为1987MPa,弯曲模量为124.0GPa,层间剪切强度为88.6MPa,在200℃下复合材料的弯曲强度1112MPa,弯曲强度保留率为56%。